<html>
 <head>
  <meta charset="UTF-8">
 </head>
 <body>
  <h1 data-lake-id="Il3yG" id="Il3yG"><span data-lake-id="u87b058f1" id="u87b058f1">典型回答</span></h1>
  <p data-lake-id="ubedec04d" id="ubedec04d"><br></p>
  <p data-lake-id="uc7f6efd0" id="uc7f6efd0"><span data-lake-id="u0d678c94" id="u0d678c94">我们在跑单元测试的时候，经常会有一个覆盖率的指标，甚至很多发布过程要求覆盖率一定要达到一定的百分比。</span></p>
  <p data-lake-id="ua68cca79" id="ua68cca79"><span data-lake-id="u095fc61a" id="u095fc61a">​</span><br></p>
  <p data-lake-id="u6b2d7909" id="u6b2d7909"><span data-lake-id="u3d86ae00" id="u3d86ae00">那么，单测覆盖率是如何统计出来的呢？底层的实现原理是什么呢？</span></p>
  <p data-lake-id="u2d66f7fe" id="u2d66f7fe"><span data-lake-id="u2c8ee058" id="u2c8ee058">​</span><br></p>
  <p data-lake-id="uefee4662" id="uefee4662"><span data-lake-id="uccef3cdc" id="uccef3cdc">单测覆盖率的统计原理其实是通过</span><strong><span data-lake-id="ud06e59ab" id="ud06e59ab">字节码插桩</span></strong><span data-lake-id="u4f265395" id="u4f265395">实现的， 即在编译时在代码中插入一些特殊的监控代码，来记录测试执行过程中代码的执行情况，进而得出代码的覆盖情况。这些监控代码可以在运行时记录代码被执行的情况，也可以在编译时生成代码覆盖率报告。</span></p>
  <p data-lake-id="uf9efa4fa" id="uf9efa4fa"><span data-lake-id="udc433530" id="udc433530">​</span><br></p>
  <p data-lake-id="ud5174639" id="ud5174639"><span data-lake-id="u7705e263" id="u7705e263">常见的单测覆盖率统计工具有JaCoCo、Emma、Cobertura等，这些工具可以在编译时或者运行时对代码进行插桩，记录代码的执行情况，并生成覆盖率报告。</span></p>
  <p data-lake-id="u5d4d87e8" id="u5d4d87e8"><span data-lake-id="u1747b1f5" id="u1747b1f5">​</span><br></p>
  <h1 data-lake-id="Phrmm" id="Phrmm"><span data-lake-id="u9f800dc6" id="u9f800dc6">扩展知识</span></h1>
  <p data-lake-id="u64e204b0" id="u64e204b0"><br></p>
  <h2 data-lake-id="XsJbH" id="XsJbH"><span data-lake-id="u5613e07b" id="u5613e07b">字节码插桩</span></h2>
  <p data-lake-id="u33802f9f" id="u33802f9f"><br></p>
  <p data-lake-id="udf6f66ed" id="udf6f66ed"><span data-lake-id="uac8dc561" id="uac8dc561">Java字节码插桩技术是指在编译期或运行期，通过修改Java字节码的方式，向代码中插入额外的代码，</span><strong><span data-lake-id="u1743fec2" id="u1743fec2">它可以在不改变Java源代码的情况下，对Java应用程序的运行时行为进行监控、调试、分析和优化等</span></strong><span data-lake-id="ue64e096f" id="ue64e096f">。例如实现性能监控、代码覆盖率检测、代码安全扫描等。</span></p>
  <p data-lake-id="uaedacab2" id="uaedacab2"><span data-lake-id="u9425db0d" id="u9425db0d">​</span><br></p>
  <p data-lake-id="u81f02079" id="u81f02079"><span data-lake-id="u41fdc3eb" id="u41fdc3eb">字节码插桩技术通常包括以下几个步骤：</span></p>
  <ol list="ua796ca17" data-lake-index-type="true">
   <li fid="ub86b85fe" data-lake-id="ucce88d9b" id="ucce88d9b"><span data-lake-id="u1c574d0c" id="u1c574d0c">生成目标类的字节码，这可以通过Java编译器（如javac）或其他工具（如AspectJ）完成。</span></li>
   <li fid="ub86b85fe" data-lake-id="u1f33db3c" id="u1f33db3c"><span data-lake-id="ude4a2515" id="ude4a2515">解析字节码，识别需要插桩的代码区域（如方法、循环、异常处理等）。</span></li>
   <li fid="ub86b85fe" data-lake-id="u2a3242b6" id="u2a3242b6"><span data-lake-id="u2fd7ff54" id="u2fd7ff54">插入额外的字节码，这些字节码通常是通过编写Java代码来实现的，并通过字节码生成库（如ASM、Javassist等）生成对应的字节码。</span></li>
   <li fid="ub86b85fe" data-lake-id="ufea1f8cd" id="ufea1f8cd"><span data-lake-id="ud0afc384" id="ud0afc384">将修改后的字节码重新写回到磁盘或内存中，以便后续使用。</span></li>
  </ol>
  <p data-lake-id="u02b0f78e" id="u02b0f78e"><span data-lake-id="ue493582e" id="ue493582e">​</span><br></p>
  <p data-lake-id="u506006ef" id="u506006ef"><span data-lake-id="u0e170266" id="u0e170266">假设我们需要对一个Java方法进行性能监控，我们可以在方法的入口和出口处分别插入计时器，来统计方法的执行时间。这可以通过以下代码实现：</span></p>
  <p data-lake-id="ue6e1cc19" id="ue6e1cc19"><span data-lake-id="u727d7fae" id="u727d7fae">​</span><br></p>
  <pre lang="java"><code>
public class Monitor {
    public static void start() {
        long startTime = System.nanoTime();
        // 将起始时间记录到ThreadLocal中，以便在方法返回时进行计算
        ThreadLocalHolder.set("startTime", startTime);
    }

    public static void end() {
        long endTime = System.nanoTime();
        // 获取起始时间
        long startTime = (long) ThreadLocalHolder.get("startTime");
        // 计算方法执行时间
        long elapsedTime = endTime - startTime;
        System.out.println("Method execution time: " + elapsedTime + "ns");
    }
}

public class Example {
    public void method() {
        Monitor.start();
        // 执行方法逻辑
        Monitor.end();
    }
}

</code></pre>
  <p data-lake-id="u16671547" id="u16671547"><br></p>
  <p data-lake-id="u2fef641f" id="u2fef641f"><span data-lake-id="ub482dd91" id="ub482dd91">但是，如果需要对多个方法进行性能监控，就需要在每个方法中分别插入Monitor.start()和Monitor.end()，这样会导致代码重复，可读性差，并且容易漏掉一些方法。这时，我们就可以使用字节码插桩技术，在编译期或者运行期，自动向每个方法的入口和出口处插入Monitor.start()和Monitor.end()，来实现代码的统一性和可维护性。</span></p>
  <p data-lake-id="ua668ec47" id="ua668ec47"><span data-lake-id="u3c8a6d1a" id="u3c8a6d1a">​</span><br></p>
  <p data-lake-id="u7cbac6df" id="u7cbac6df"><span data-lake-id="ue72b8d64" id="ue72b8d64">具体实现可以使用字节码生成库ASM或Javassist来实现，这里以ASM为例。下面的代码演示了如何使用ASM对Example类进行字节码插桩：</span></p>
  <p data-lake-id="u164f61d0" id="u164f61d0"><span data-lake-id="u726fc130" id="u726fc130">​</span><br></p>
  <pre lang="java"><code>
import org.objectweb.asm.ClassReader;
import org.objectweb.asm.ClassVisitor;
import org.objectweb.asm.ClassWriter;
import org.objectweb.asm.MethodVisitor;
import org.objectweb.asm.Opcodes;

import java.io.IOException;

public class MonitorTransformer implements Opcodes {

    public static byte[] transform(byte[] classBytes) throws IOException {
        ClassReader reader = new ClassReader(classBytes);
        ClassWriter writer = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS | ClassWriter.COMPUTE_FRAMES);
        ClassVisitor visitor = new ClassVisitor(Opcodes.ASM5, writer) {
            @Override
            public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions) {
                MethodVisitor mv = super.visitMethod(access, name, desc, signature, exceptions);
                // 只为指定方法添加字节码插桩
                if ("method".equals(name) &amp;&amp; "()V".equals(desc)) {
                    mv = new MethodVisitor(Opcodes.ASM5, mv) {
                        @Override
                        public void visitCode() {
                            super.visitCode();
                            // 在方法执行之前插入字节码
                            mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "Monitor", "start", "()V", false);
                        }

                        @Override
                        public void visitInsn(int opcode) {
                            // 在方法返回之前插入字节码
                            if (opcode == RETURN) {
                                mv.visitMethodInsn(INVOKESTATIC, "Monitor", "end", "()V", false);
                            }
                            super.visitInsn(opcode);
                        }
                    };
                }
                return mv;
            }
        };
        reader.accept(visitor, ClassReader.EXPAND_FRAMES);
        return writer.toByteArray();
    }
}

</code></pre>
  <p data-lake-id="u5789fe93" id="u5789fe93"><span data-lake-id="u78222d7a" id="u78222d7a">​</span><br></p>
 </body>
</html>